영구 금형 주조란?

영구 금형 주조는 재사용 가능한 금형(일반적으로 금속으로 만들어진 소위 "영구 금형"이라고 함)을 사용하는 금속 주조 공정입니다. 중력을 사용하여 금형을 채우는 것이 중력 주조라고 하는 가장 일반적인 방법이지만 공기압이나 진공을 사용하는 공정도 있습니다. 중력 주조의 변형인 역청 주조법도 있는데, 중공 주조는 중공 주물을 생산하는 데 사용됩니다. 일반적으로 사용되는 주조 금속에는 알루미늄, 마그네슘 및 구리 합금이 포함됩니다. 주석, 아연 및 납 합금, 강철 및 철과 같은 다른 재료도 흑연 주형을 사용하여 주조됩니다.

영구 주형 주조는 메탈 타입 주조라고도 합니다. 액체 금속을 금속 주형에 부어 주물을 얻는 주조 방법입니다. 금형은 금속으로 만들어져 반복적으로(수백에서 수천 번) 사용할 수 있습니다. 금속 주형 주조로 생산할 수 있는 주물은 무게와 모양에 따라 일정한 제한이 있습니다. 예를 들어, 철 금속은 단순한 모양의 주물 만 만들 수 있으며 주물의 무게가 너무 클 수 없으며 벽 두께도 제한되어 있으며 더 작은 주물의 벽 두께는 주조 할 수 없습니다.

대량 생산 또는 복제 프로젝트가 필요한 다양한 애플리케이션에서는 영구 금형 주조 공정이 필요합니다. 이 과정에서 금형은 예열됩니다. 이 단계는 금형에 존재할 수 있는 수분을 제거하고 용융 금속이 너무 빨리 냉각되는 것을 방지합니다. 영구 금형을 예열하면 용융 금속이 금형에 유입될 때 열팽창으로 인한 금형 손상을 방지할 수도 있습니다. 가장 일반적인 방법은 중력을 사용하여 가열된 금형에 액체 금속을 간단히 붓는 것입니다. 이 방법은 장비가 덜 필요하기 때문에 영구 금형 주조에서 가장 저렴한 방법이지만 액체 금속이 금형의 모든 영역에 도달하지 못할 수 있는 상황에는 적합하지 않습니다. 용융 금속으로 채워야 하는 디테일이 있는 영구 금형의 경우, 금속 도입을 돕기 위해 진공 또는 압력이 필요할 수 있습니다. 압력 보조 영구 금형의 경우 주조를 위해 용융 금속을 금형에 강제로 주입하기 위해 저압을 사용합니다. 진공 보조 영구 금형 주조의 경우, 금형에서 공기를 흡입하여 저압 진공을 형성하여 금속을 금형 안으로 끌어들입니다. 두 경우 모두 가압을 통해 용융 금속이 작은 공간과 작은 디테일을 채우게 되는데, 그렇지 않으면 주조가 망가질 수 있습니다. 금속 주형 주조 공정의 또 다른 변화는 진흙 주조 방식입니다. 이 방법에서는 용융 금속을 주형에 붓고 쉘의 바깥쪽 가장자리 주변에서 굳힙니다. 주조 금속이 굳기 시작하면 중앙의 액체 금속이 부어져 장식 및 장식용 제품에 적합한 속이 빈 주물이 남습니다.

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영구 금형 주조의 장단점

영구 주형 주조와 모래 주조의 비교: 기술 및 경제성 측면에서 많은 이점이 있습니다.

• - 금속 주조는 모래 주조보다 기계적 특성이 높습니다. 동일한 합금의 경우 인장 강도는 평균 약 25%, 항복 강도는 평균 약 20% 증가했으며 내식성과 경도도 크게 향상되었습니다;
• - 주물의 정밀도와 표면 마감은 모래 주물보다 높으며 품질과 크기가 안정적입니다;
• - 주물의 공정 수율이 높고 액체 금속의 소비가 감소하여 일반적으로 15~30%를 절약할 수 있습니다;
• - 모래를 사용하지 않거나 적게 사용하면 일반적으로 모델링 재료의 80~100%를 절약할 수 있습니다;

또한 영구 금형 주조는 생산 효율이 높고 주조 결함의 원인을 줄이며 공정이 간단하고 기계화 및 자동화를 쉽게 실현할 수 있습니다. 영구 금형 주조에는 많은 장점이 있지만 단점도 있습니다. 예를 들면 다음과 같습니다:

• - 금속 금형 제조 비용이 높습니다.
• - 금속 유형은 공기가 투과되지 않고 후퇴가 없어 주철의 불충분 한 붓기, 균열 또는 백 입과 같은 결함을 일으키기 쉽습니다.
• - 영구 금형 주조에서 금형의 작동 온도, 합금의 주입 온도 및 속도, 주물이 금형에 머무르는 시간 및 사용되는 코팅은 주물의 품질에 매우 민감하며 엄격하게 제어해야 합니다.

따라서 영구 금형 주조를 채택하기로 결정할 때는 주물의 모양과 무게가 적절해야 하고, 충분한 배치가 있어야 하며, 생산 작업을 완료할 수 있는 기한이 허용되는지 등의 요소를 종합적으로 고려해야 합니다.

영구 금형 주조의 성형 특성

금속 몰드와 모래 몰드는 성능에 상당한 차이가 있습니다. 예를 들어, 샌드 몰드는 공기 투과성이 있지만 금속 몰드는 그렇지 않으며, 샌드 몰드는 열 전도성이 낮고 금속 몰드는 열 전도성이 좋으며 샌드 몰드는 후퇴가 있지만 금속 몰드는 그렇지 않습니다. 이러한 금속 금형의 특성에 따라 주조 성형 공정에서 자체 규칙이 결정됩니다.

캐비티 내 가스 상태의 변화가 주물 성형에 미치는 영향: 금속이 채워지면 캐비티의 가스는 빠르게 배출되어야하지만 금속에는 가스 투과성이 없습니다. 공정을 무시하는 한 주조 품질에 부정적인 영향을 미칩니다.

주물 응고 중 열 교환의 특성: 용융 금속이 캐비티에 들어가면 금속 벽으로 열이 전달됩니다. 액체 금속은 금형 벽을 통해 열을 잃고 응고 및 수축하는 반면, 금형 벽은 열을 얻고 온도를 높이며 동시에 팽창합니다. 그 결과 주물과 금형 벽 사이에 "갭"이 형성됩니다. "주조-갭-금속 금형" 시스템이 동일한 온도에 도달하기 전에 주조는 "갭"에서 냉각되고 금속 금형 벽은 "갭"을 통해 가열되는 것으로 간주할 수 있습니다.

수축이 주물에 미치는 영향을 방해하는 금속 주형: 금속 주형 또는 금속 코어는 주물의 응고 과정에서 후퇴가 없어 주물의 수축을 방해합니다. 이것이 또 다른 특징입니다.